Qué es una biocapa? O (97%), exopolisacáridos, proteínas, ADN, productos bacterianos. La arquitectura de la biocapa forma canales para flujo de H 2

Transcripción

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2 Algunos datos Las enf. infecciosas representan la 2º causa de mortalidad en Europa (14,9 millones de muertes/año ) tras las enf. cardio vasculares (16,9 millones de muertes/año) y el doble que las debidas al cáncer (7,1 millones de muertes/año ) (WHO 2002). Más de la mitad de estas infecciones se deben a bacterias formadoras de biocapa (endocarditis sobre válvula nativa, infecciones urinarias, osteomielitis, infecciones asociadas con implantes).

3 Qué es una biocapa? Es una comunidad de microorganismos que crecen embebidos en una matriz de exopolisacáridos y adheridos a una superficie inerte o a un tejido vivo. Es la forma habitual de crecimiento de las bacterias en la naturaleza. Bajo condiciones ambientales adecuadas todas las bacterias son capaces de formar biocapas. Composición: H 2 O (97%), exopolisacáridos, proteínas, ADN, productos bacterianos. La arquitectura de la biocapa forma canales para flujo de H 2 O, nutrientes y O 2 hasta las capas más profundas.

4 omposición del exopolisacárido de la biocapa Es diferente en cada bacteria: P.aeruginosa alginato S.typhimurium celulosa V.cholerae exopolisacárido con glucosa/galactosa S.aureus Poly N acetilglucosamina (PNAG, slime) S.coagulasa negativos (S.epidermidis) polisacárido de adhesión intercelular, PAI)

5 Etapas en la formación de la biocapa Adherencia sobre la superficie: BGN: estructuras mótiles: flagelos, fimbrias tipo I,IV, curli ( P. aeruginosa, E.coli, V.cholerae, S. enterica). Cocos Gram +: proteínas de superficie (AtLE, PS/A, SSP 1 y 2, AAP, Bhp) División y formación de microcolonias Secreción de exopolisacárido y formación de mushrooms. Liberación de microorganismos de la biocapa y colonización de nuevas superficies.

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10 iberación de microorganismos de la biocapa Algunas bacterias de la matriz de la biocapa se liberan para invadir nuevas superficies cerrando el proceso usando varios mecanismos: Inserción reversible de un elemento de inserción (IS256) en el operón ica encargado de producir PNAG y PIA. Esto ocurre en forma aleatoria en un pequeño % bacterias de la matriz, incapaces de producir PNAG /PIA. Adquisición de variantes formadoras deficientes de biocapa. Mediante actividad enzimática: dispersinas, endoglucanasas

11 egulación del proceso de formación de la biocapa Está regulado por quorum sensing o autoinduccción. Depende de la acumulación en el medio de una molécula señal o autoinductor que permite a la bacteria conocer la densidad de población existente. El autoinductor activa un receptor que altera la expresión de genes. Autoinductores: Gram + péptidos (RIP), BGN acilhomoserina lactona. Furanonas: inhibe la formación de la biocapa Otros reguladores: CsrA (E.coli), CytR (V.cholerae), Sar A (S.aureus)

12 Regulación del proceso de formación de la biocapa PNAG/PIA operon ica gen rbf - - Sar A IcaR TcaR T + Agr + quorumsensing

13 Por qué la biocapa proporciona resistencia frente a os antimicrobianos? La biocapa proporciona resistencia a los antimicrobianos por: Efecto barrera de difusión física y química de los exopolisacáridos a su penetración El crecimiento ralentizado de los microorganismos dentro de la biocapa por limitación de nutrientes Existencia de microambientes en el interior de la biocapa que antagonizan la acción del antibiótico Activación de respuestas de estrés que producen cambios en la fisiología de la bacteria y aparición de un fenotipo específico de la biocapa que combate los efectos de los antimicrobianos Vancomicina y teicoplanina muy afectados, rifampicina, clindamicina y macrólidos poco afectados.

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15 Nuevos antibióticos y biocapa Los nuevos antibióticos como daptomicina, tigeciclina y linezolid han mostrado actividad frente a Staphyloccous spp embebidos en las biocapas.

16 Daptomicina Licopéptido aislado de Streptomyces roseosporus Espectro idéntico a vancomicina Mecanismo de acción bactericida con despolarización y muerte celular Rápida penetración en la biocapa producida por Staphylococcus spp. Útil también frente a Enterococcus sp. vanco resistente (E. faecium) Vida media larga Escasa toxicidad Sólo puede administrarse IV Aprobado en infec. piel y tejidos blandos, endocarditis derecha y bacteriemia por S.aureus en U.E.

17 Mecanismo de acción de la daptomicina Morfología de S. aureus tras la exposición a daptomicina 4 horas post-exposición a 4 x daptomicina CMI. Aparecen unas pequeñas vesículas en la superficie de las bacterias. Estan muertas pero permanecen intactas. Wale et al. J. Med Micro. 30:

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21 tras estrategias de lucha frente a la biocapa (I) Evitar la contaminación inicial del dispositivo o material protésico Minimizar la fijación bacteriana inicial al dispositivo Penetrar en la biocapa y eliminar los microorganismos Retirar el dispositivo o material protésico

22 tras estrategias de lucha frente a la biocapa (II) Impregnación de dispositivos con sales argénticas o antibióticos. Sellado de dispositivos con antibióticos

23 tras estrategias de lucha frente a la biocapa (III) Bloqueadores del quorum sensing (mutaciones gen agr) Acs anti PNAG/PIA y anti AAP Dispersina B (DspB) Enzimas: varidasa (estreptokinasa), lisostafina Campos de corriente eléctrica Radiación ultrasónica Cambio del material protésico

24 Pieter Bruegel el Viejo ( ) Los mendigos Óleo sobre madera 185 x 215 cm Museo del Louvre

25 Pieter Bruegel el Viejo ( ) El Vino del día de San Martín Sarga sobre lienzo 148 x 270,5cm. Ca Museo Nacional del Prado